柘林水电厂5号机组稳定性试验分析.pdf

柘林水电厂5号机组稳定性试验分析 徐擎天1 罗跃林2吴道平1 (1江西省电力科学研究院，南昌330006； 2江西柘林水电开发有限责任公司，江西九江332000) 【摘要】对柘林水电厂5号机组进行了5个上游水位共14台·次试验，全面掌握了机组在各水头下的压力脉动、 摆度和振动情况，为机组安全稳定运行提供了有力的依据。 【关键词】水力机械真机试验压力脉动振动 1机组基本情况 中心孑L、短管补气。 2试验内容 在一年多的时间内，对5号机组进行了14台·次的试验。5个上游水位，基本上包括了机组运行的最 高到最低水位情况；机组运行的毛水头为33．42m，涵盖了机组运行主要水头；在同一上游水位情况下， 通过电厂机组台数的调整，改变机组运行时的下游水位，下游水位可以有近3m的变化。 另外，对5号机进行了补气对比试验。试验在上游水位Vd=63．54m不变的情况下，通过厂内其他机 在每个下游水位下，保持大轴中心孔自然补气，而短管补气装置分别处于自然补气状态和强迫全开状态。 3试验仪器与测点布置 试验采用HSJ水力机械多功能测试仪。大轴摆度的测量采用非接触式的电涡流传感器，其特点是频响 范围宽、测量精度高。振动传感器采用速度传感器，其优点是安装方便。水压脉动测量采用压敏传感器。 振动测点：上机架径向两点，下机架径向、垂直各1点，顶盖径向、垂直各1点，共6个振动测 点。 方向各l点，共6个摆度测点。 压力脉动测点：蜗壳、顶盖、尾水锥管，各1个测点，共3个压力测点。根据现场的具体情况，尾水 锥管测点布置在尾水锥管进人门处，涡壳测点布置在涡壳进人门处。 键相测点：用于确定相位，同时也用于测量机组转速。 发电机有功功率测点：由发电机有功功率变送器获得，1个测点。 整个试验共计17个测点。 4试验结果分析 锥管相对压力脉动AH／H％和水导摆度幅值随负荷的变化趋势。尾水管压力脉动幅值曲线可以近似认为是 一条单调下降的曲线，从它的变化趋势可以看到，在0—30MW时，相当于导叶开度约在30％以下时，压 第一届水力发电技术国际会议论文集(第二卷) 力脉动幅值变化较小但幅值处于最大。此时尾水管中的水流处于无序状态，从原始波形的时域分析图和频 域分析图可知，压力脉动幅值大，但频率成分丰富，中高频成分起主要作用。在相同的负荷区间，水导摆 度值并未达到最大值，这主要因为脉动的大部分能量以噪声的形式散发。随着负荷的增加，压力脉动值发 生陡降，说明尾水管中的水流状态发生了质的变化，即水流从无序状态变为有序，进入涡带区，此时水导 摆度值反而迅速增大达到最大值，从时域分析图和频域分析图可以看到，尾水管的脉动频率和水导摆度的 频率是一致的，即为涡带频率。再随着负荷的增加，即40—70MW时，压力脉动值又相对稳定，此时水导 摆度也稳定保持在最大值处，脉动和摆度频率为涡带频率。随着负荷的进一步增加，压力脉动值缓慢下 降，大约在100MW左右时，压力脉动值达到最小值，水导摆度也有同样的规律。在此区间内，涡带频率 成分的幅值逐渐下降，转频成分的幅值逐渐增加，即涡带逐渐消失。在100MW以后，摆度频率主要为转 频。 -O-下游水位24．37m ◆下游水位24．37m ～ 32m ．A ◆下游水位23．32m 41-下游水位23 —■下游水位22．37m J V义 ●。下游水位22．37m 移、 柘林5F机组 柘林5F机组 V 试验时间：2002． 霸| I l 试验时间：2002． 蓦 10．23 1023